检测焊接设备的焊料槽中的杂质的诊断焊接框架及方法技术

本发明专利技术涉及一种用于检测焊接设备的焊料槽(3)中的污染物的诊断焊接框架(1)，诊断焊接框架(1)以这样的方式实施：即其能够借助于焊接设备的传输系统(6)移动通过所述焊接设备，并且诊断焊接框架(1)至少包括具有至少第一开口(9)和第二开口(11)的容器(8)、第一温度传感器(10)和评估单元(14)。容器(8)以这样的方式布置，即其当移动通过焊接设备时，可预定量的焊料(3b)通过第一开口(9)传递出焊料槽(3)并进入容器(8)。温度传感器(10)通过容器(8)的第二开口(11)突出到容器(8)中并且以与可预定量的焊料(3b)热接触的方式布置，并且用于至少以温度曲线(Ti(t))的形式随时间感测温度。然后，评估单元(14)至少从温度曲线(Ti(t))得出关于焊料槽(3、3b)中的污染物的结论。此外，本发明专利技术涉及具有根据本发明专利技术的诊断焊接框架(1)的焊接设备、用于检测焊接设备的焊料槽(3)中的污染物的方法，以及用于操作焊接设备的方法。

Diagnostic welding frame and method for detecting impurity in solder slot of welding equipment

The present invention relates to a diagnostic welding frame (1) for detecting contaminants in the solder groove (3) of a welding equipment, which is implemented in such a way that it can be moved through the welding equipment by means of a transmission system (6) of the welding equipment, and the diagnostic welding frame (1) includes at least a first opening (9). And second openings (11) of the container (8), the first temperature sensor (10) and the evaluation unit (14). The container (8) is arranged in such a way that when it moves through the welding equipment, the quantifiable solder (3b) passes out the solder tank (3) through the first opening (9) and enters the container (8). The temperature sensor (10) is projected into the container (8) through the second opening (11) of the container (8) and can be arranged in thermal contact with a predetermined amount of solder (3b), and is used to sense temperature over time at least in the form of a temperature curve (Ti (t). Then, the evaluation unit (14) draws a conclusion about the contaminants in the solder tank (3, 3b) at least from the temperature curve (Ti (t)). In addition, the present invention relates to a welding device having a diagnostic welding frame (1) according to the present invention, a method for detecting contaminants in a solder groove (3) of a welding device, and a method for operating a welding device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】检测焊接设备的焊料槽中的杂质的诊断焊接框架及方法
本专利技术涉及一种用于检测焊接设备的焊料槽中的杂质的诊断焊接框架，其中杂质的浓度可以在焊接设备的焊接操作中增加。此外，本专利技术涉及一种具有本专利技术的诊断焊接框架的焊接设备、一种用于检测杂质的方法，以及一种用于操作焊接设备的方法。
技术介绍
焊接是两个部件的材料粘合接合的热方法，原则上是建立表面合金。在这种情况下，焊接接头通常通过连接材料或焊料制造，通常以易熔的被融化的金属合金的形式。此外，焊剂的应用是常见的，其用于在焊接期间减少所涉及的表面，并且因此用于改善焊料的流动和润湿性质以及减少所涉及的表面上的液体焊料的表面张力。在电子和电子
中特别广泛使用并且原则上从众多出版物中已知的焊接方法包括例如回流焊接、波峰槽或波峰焊接，或甚至选择性焊接，其原则上是波峰焊接的变型。虽然在回流焊接的情况下使用所谓的焊膏，但在波峰槽或波峰焊接的情况下使用焊料槽(solderbath)。本专利技术涉及焊接设备和焊接方法，在这种情况下使用焊料槽。在波峰焊接(wavesoldering)的情况下，例如，电子组件例如电路板上装有电子部件并在焊波上移动。通过从焊料槽中通过槽或通过多孔板的一个或多个孔泵送液体焊料来产生焊波。相反，在选择性焊接的情况下，只有组件的限定部分与焊料接触，这是因为例如焊波通过小喷嘴泵送，小喷嘴的尺寸与待焊接的表面的尺寸相匹配。在应用焊料槽的情况下，基本上存在杂质在开始时纯净的焊料中积聚的危险。发生这种情况的原因例如在于例如组件中包含的少量物质在焊接过程中被液体焊料吸收。在这种情况下，可能的杂质来源是例如部件金属化以及预焊接电路板。即使少量杂质也会导致焊料和铅的物理和化学性质发生变化，并且通常会导致可用焊料获得的焊接连接的质量恶化。此外，杂质可能涉及对健康或环境有害的杂质。欧盟的RoHS指南2011/65/EU(RestrictionofCertainHazardousSubstances(某些有害物质的限制))限制了电子工业中某些危险物质的使用，诸如例如铅、汞、镉或铬酸盐等重金属；各种阻燃剂和增塑剂，并且在每种情况下，给出对于各个潜在危险物质基本上保持的浓度的极限值。然而，特别是关于焊料槽，不能完全排除浓度随时间增加的潜在危险物质形式的杂质，因为这些物质在待焊接的组件中含有一定量，并且例如随着焊接设备的持续操作的时间增加而被液体焊料吸收，因此，它们在焊料槽中的浓度增加。例如，在应用无铅焊料的情况下，随着焊接设备在用相同焊料槽的情况下连续操作的时间增加，铅可以在焊料槽中积聚。可能的原因包括部件上的含铅金属化。通常，部件类型是标准化的并且可以从不同的制造商处获得临时通知，因此不能总是确定地排除含铅金属化的存在。从理论上讲，锡/铅预焊电路板可能是原始无铅焊料中铅积聚的可能原因。然而，由于电路板原则上是为特定应用而专门制造的，因此可以在适当注意的情况下排除这些电路板在焊料槽中积聚铅的原因。为了防止焊料槽中的杂质特别是涉及对健康和/或环境有害的物质积聚，并且为了确保使用这种槽进行的焊接连接的质量尽可能恒定，通常会定期更换焊接设备中的焊料槽。然而，每次更换都需要相当多的时间和成本。在这方面，存在的问题是某种物质在焊料槽中积聚的速率可能强烈变化。这尤其取决于特别使用的部件。相应地，必须非常频繁地更换焊料槽，或者焊料槽必须忍受焊接连接的质量随着焊料槽中杂质的增加而降低。后者可能意味着在特定情况下，特别是在杂质出乎意料地快速积聚的情况下，焊接连接的质量会大大降低。为了能够确定焊料槽中的杂质超过可预定的极限值并且需要更换焊料槽的时间点，可以使用各种化学分析方法来确定焊料的化学成分。然而，这些方法通常需要取样并运送到实验室。相应地，在取样和获得结果之间可能存在若干天，该特征这在已经超过或即将超过某种物质在焊料槽中的其浓度的预定极限值时是特别关键。为了解决这一系列问题，EP2221136A1公开了一种焊接设备、一种用于检测焊料槽中杂质的方法以及一种用于操作焊接设备的方法，利用其可以及时地且在现场附近以简单的方式检测杂质。使用温度传感器来确定在冷却或加热期间焊料的温度曲线随时间的变化，其包含焊料从固体到液体的相变或反之亦然，并且将所述曲线与对应于无杂质焊料的温度-时间曲线的参考曲线进行比较。可能发生的差异然后给出关于杂质程度的信息。然而，为了进行这种分析，必须提供复杂的设备，通过所述设备可以记录焊料槽的温度，或者，例如在化学分析方法的情况下，首先必须从焊料槽且因此从正在进行的过程中除去可预定量的焊料。在这两种情况下，实际的焊接过程通常必须在短时间内中断。此外，必须进行使用可预定量的焊料或焊料槽进行冷却或熔化，以便能够记录温度与时间的关系曲线。因此，EP2221136A1的公开内容涉及许多工作步骤，因此，与已建立的化学分析方法的情况一样，其相对复杂。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种设备和一种方法，通过所述设备和方法可以按特别简单的方式确定焊料槽中杂质的存在。此目的通过诊断焊接框架、通过用于检测焊接设备的焊料槽中的杂质的方法以及通过用于操作焊接设备的方法来实现。关于诊断焊接框架，本专利技术的目的通过一种用于检测焊接设备的焊料槽中的杂质的诊断焊接框架来实现，所述诊断焊接框架以这样的方式实施，即其能够借助于所述焊接设备的传输系统移动通过所述焊接设备，并且所述诊断焊接框架至少包括-具有至少第一开口和第二开口的容器，-第一温度传感器，以及-评估单元，其中所述容器以这样的方式布置，即当其移动通过所述焊接设备时，来自所述焊料槽的可预定量的焊料通过所述第一开口进入所述容器，其中所述温度传感器通过所述容器的所述第二开口向内突出到所述容器中，并且以与所述可预定量的焊料热接触的方式布置，其中所述温度传感器至少用于以温度曲线的形式记录随时间变化的温度，并且其中所述评估单元至少从所述温度曲线获得有关所述焊料槽的杂质的信息。有利地，在焊接设备的持续操作期间，可以通过本专利技术的诊断焊接框架来确定杂质的存在。提供适用于某种焊接设备的诊断焊接框架，通过所述焊接框架可以在其移动通过焊接设备时记录温度曲线。然后将温度曲线与参考曲线进行比较，所述参考曲线对应于不含杂质的焊料，即纯净焊料。在这种情况下，诊断焊接框架可以具有例如存储器单元，其中所述存储器单元用于存储温度与时间的关系曲线。存储器单元至少与第一温度传感器和评估单元连接或可连接。此存储器单元相应地优选地放置在诊断焊接框架处或其上。基本上，可以考虑两个选项来布置评估单元。一方面，评估单元可以与诊断焊接框架分开布置，使得评估单元不与诊断焊接框架一起行进通过焊接设备。在这种情况下，测量的温度曲线例如临时存储在上述存储器单元中，所述存储器单元在行进通过之后直接连接到评估单元。另一方面，评估单元也可以布置在诊断焊接框架处或其上。在此变型的情况下，同样地，例如呈电池形式的能量供应可以安装在诊断焊接框架处或其上。有关杂质的信息尤其是杂质含量超过可预定极限值因此应更换焊料槽的信息。在布置于焊接框架处或焊接框架上的评估单元的情况下，这可以例如显示在至少一个显示元件上，例如声学或光学显示元件，优选LED，所述显示元件同样布置在诊断焊接框架处或其上。在评估单元与诊断焊接框架分开布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测焊接设备的焊料槽(3)中的杂质的诊断焊接框架(1)，所述诊断焊接框架(1)以这样的方式实施，即所述诊断焊接框架(1)能够借助于所述焊接设备的传输系统(6)移动通过所述焊接设备，并且所述诊断焊接框架(1)至少包括‑具有至少第一开口(9)和第二开口(11)的容器(8)，‑第一温度传感器(10)，以及‑评估单元(14)，其中所述容器(8)以这样的方式布置，即当所述容器(8)移动通过所述焊接设备时，来自所述焊料槽(3)的可预定量的焊料(3b)通过所述第一开口(9)进入所述容器(8)，其中所述温度传感器(10)通过所述容器(8)的所述第二开口(11)向内突出到所述容器(8)中，并且以与所述可预定量的焊料(3b)热接触的方式布置，其中所述温度传感器(10)至少用于以温度曲线(Ti(t))的形式记录随时间变化的温度，并且其中所述评估单元(14)至少从所述温度曲线(Ti(t))获得有关所述焊料槽(3、3b)的杂质的信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.21 DE 102016105182.91.一种用于检测焊接设备的焊料槽(3)中的杂质的诊断焊接框架(1)，所述诊断焊接框架(1)以这样的方式实施，即所述诊断焊接框架(1)能够借助于所述焊接设备的传输系统(6)移动通过所述焊接设备，并且所述诊断焊接框架(1)至少包括-具有至少第一开口(9)和第二开口(11)的容器(8)，-第一温度传感器(10)，以及-评估单元(14)，其中所述容器(8)以这样的方式布置，即当所述容器(8)移动通过所述焊接设备时，来自所述焊料槽(3)的可预定量的焊料(3b)通过所述第一开口(9)进入所述容器(8)，其中所述温度传感器(10)通过所述容器(8)的所述第二开口(11)向内突出到所述容器(8)中，并且以与所述可预定量的焊料(3b)热接触的方式布置，其中所述温度传感器(10)至少用于以温度曲线(Ti(t))的形式记录随时间变化的温度，并且其中所述评估单元(14)至少从所述温度曲线(Ti(t))获得有关所述焊料槽(3、3b)的杂质的信息。2.根据权利要求1所述的诊断焊接框架(1)，其中所述评估单元(14)被实施为，-从所述温度曲线Ti(t)确定至少一个局部极值，所述极值基本上对应于所述可预定量的焊料(3b)进入所述容器(8)的起始时间点(t0)，-从所述起始时间点(t0)开始确定诊断时间间隔(ΔtD)，在所述诊断时间间隔(ΔtD)中在出现所述焊料(3b)的相变的温度范围内发生所述焊料(3b)的冷却或加热，其中所述容器(8)中的所述焊料(3b)的定量最大部分至少固化或熔化，并且-根据至少在所述诊断时间间隔(ΔtD)的一部分期间的所述温度曲线Ti(t)和/或由此导出的特征变量(Ti)与在相同条件下记录并对应于参考焊料在所述温度范围内加热或冷却期间随时间变化的温度的参考曲线(Tref(t))或参考特征变量(Tref)的比较，确定在给定情况下存在的差(ΔT)，并且当所述差(ΔT)超过可预定极限值(ΔTlim)时将所述焊料(3、3b)识别为被污染。3.根据权利要求2所述的诊断焊接框架(1)，其中-所述特征变量(Ti)是温度，在该情况下所述温度曲线具有平台形截面，-所述参考特征变量(Tref)是所述参考焊料的熔化温度，并且-所述差(ΔT)是所述特征变量(Ti)与所述参考特征变量(Tref)之间的差。4.根据前述权利要求中至少一项所述的诊断焊接框架(1)，进一步包括盖子(11b)，所述盖子(11b)被实施为可释放地封闭所述容器(8)的所述第二开口(11)，并且其中所述第一温度传感器(10)被引导穿过所述盖子(11b)。5.根据前述权利要求中至少一项所述的诊断焊接框架(1)，其中所述容器(8)以这样的方式实施，即所述容器(8)的表面积尽可能大，其中所述容器(8)优选地实施为罐形、圆锥形或半球形。6.根据前述权利要求中至少一项所述的诊断焊接框架(1)，其中所述容器(8)是罐，所述罐优选由所述焊料不粘附在其上的材料制成，所述材料尤其是不锈钢或特氟隆。7.根据前述权利要求中至少一项所述的诊断焊接框架(1)，其中所述可预定量的焊料(3b)通过其进入的所述第一开口(9)布置在所述容器(8)的侧壁的区域中和/或为槽形、椭圆形或圆形。8.根据前述权利要求中至少一项所述的诊断焊接框架(1)，进一步包括第二温度传感器(12)，所述第二温度传感器(12)在所述容器(8)的外部固定在所述诊断焊接框架(1)上。9.一种焊接设备，包括-焊料槽(3)，所述焊料槽(3)在焊接操作中含有液体焊料，所述液体焊料能够含有杂质，所述杂质在焊接操作中在初始纯净...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪特马尔·比格尔，托马斯·施特里格尔，迈克尔·福伊希特，西格弗里德·施米雷尔，迪特尔·森，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔欧洲两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE